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關(guān)于壓縮空氣流量計(jì)在煙氣脫硝裝置中的運(yùn)行及改進(jìn)建議

摘要:煙氣脫硝技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用于含有多氮氧化物和硫氧化物的煙氣凈化工業(yè)技術(shù)。介紹了煙氣脫硝裝置應(yīng)用于壓縮空氣流量計(jì)煙氣脫硝的設(shè)計(jì)、安裝及運(yùn)行情況,為壓縮空氣流量計(jì)煙氣凈化的設(shè)計(jì)、改造和使用管理提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。
1 壓縮空氣流量計(jì)
陜西延長石油集團(tuán)延安煤油氣綜合利用項(xiàng)目180萬 t/a 甲醇裝置是以天然氣和煤基合成氣為原料,采用 DPT 壓縮空氣流量計(jì)**技術(shù)及 JMC 低壓甲醇技術(shù)生產(chǎn)滿足要求的 MTO 級(jí)甲醇產(chǎn)品和氫氣產(chǎn)品。
壓縮空氣流量計(jì)是一個(gè)的矩形絕熱結(jié)構(gòu),包括輻射段、對(duì)流段和鼓 / 引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)等。輻射段包含裝有催化劑的垂直壓縮空氣流量計(jì)爐管 ;對(duì)流段采用水平“一”字型布置結(jié)構(gòu),沿?zé)煹罋饬鞣较蚍謩e串聯(lián)8個(gè)對(duì)流段換熱模塊(見圖1)。煙氣進(jìn)每段盤管的溫度分別是 ~1 050℃、~956℃、~887℃、~801℃、~685℃、~550℃、~542℃、409℃,好終溫度約為137℃的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)從煙囪排入大氣。
壓縮空氣流量計(jì)中發(fā)生的主要反應(yīng)如下 :

2 煙氣脫硝裝置
采用國內(nèi)某公司的選擇性催化還原法(SCR)脫硝裝置,按脫硝裝置入口 ** x 濃度120mg/m 3 ,出口 ** x 排放濃度不大于50mg/m 3 進(jìn)行設(shè)計(jì)和設(shè)備配置,SCR 反應(yīng)器按水平布置(見圖1),在壓縮空氣流量計(jì)好大工況下脫硝效率不小于58.34%。
2.1 技術(shù)條件及規(guī)格
2.1.1 脫硝裝置入口煙氣參數(shù)
脫硝裝置入口煙氣參數(shù)見表1。
2.1.2 脫硝系統(tǒng)的性能指標(biāo)
脫硝效率 ≥58.34% ;氨逃逸 ≤2.5mg/m 3 ;SO 2 /SO 3 轉(zhuǎn)化率 ≤1% ;脫硝系統(tǒng)煙道漏風(fēng)率<0.1% ;系統(tǒng)壓差 ≤550Pa ;系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行溫度 320~425℃ ;煙氣溫降 ≤3℃ ;20% 的氨水耗量 ≤94.5kg/h。

2.2 SCR脫硝工藝系統(tǒng)
(1)SCR 脫硝工藝原理 :是指在320~420℃及催化劑的作用下,還原劑(氨氣)與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮和水,從而去除煙氣中的 ** x 。選擇性是指還原劑 NH 3 和煙氣中的 ** x 發(fā)生還原反應(yīng),而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。

(2)脫硝效率定義:脫硝率 =(C1-C2)/C1×100%,式中:C1/C2為脫硝裝置入口 / 出口處煙氣中 ** x 含量(mg/ m 3 )。
(3)SCR 的組成,SCR 工藝系統(tǒng)主要由煙氣及反應(yīng)器系統(tǒng)、催化劑、氨噴射 - 混合系統(tǒng)(AIG)、還原劑存儲(chǔ)及供應(yīng)系統(tǒng)、氨水汽化系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和熱控系統(tǒng)等組成。
(4)SCR 工藝流程(見圖2):氨水槽車運(yùn)輸→卸氨泵卸料→儲(chǔ)罐儲(chǔ)存→高倍流量循環(huán)模塊(HFD)→SCR 區(qū)計(jì)量分配模塊(MDM)→噴槍裝置→汽化器 ;氣化的氨和稀釋空氣混合,通過噴氨格柵噴入 SCR 反應(yīng)器上游的煙氣中 ;充分混合后的還原劑和煙氣在 SCR 反應(yīng)器中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng),去除 ** x 。
3 脫硝裝置的調(diào)試及72h試運(yùn)行情況
3.1 調(diào)試內(nèi)容
當(dāng)壓縮空氣流量計(jì)負(fù)荷或爐膛出口的 ** x 濃度變化時(shí),調(diào)整送入煙道的氨水量和空氣量,以滿足壓縮空氣流量計(jì)不同負(fù)荷或** x 變化的要求。

計(jì)量分配模塊中安裝有氨水流量計(jì)和氨水調(diào)節(jié)閥,通過流量計(jì)的讀數(shù)來控制調(diào)節(jié)閥的開度,從而控制每臺(tái)噴槍需要的氨水溶液的流量。來自廠區(qū)空壓站的壓縮空氣經(jīng)過調(diào)壓處理后通向噴槍。在每條壓縮空氣支路管中也設(shè)有調(diào)節(jié)閥及壓力表等裝置,用于調(diào)整每只噴槍霧化所需的壓縮空氣用量。
3.2 脫硝裝置72h試運(yùn)行
2018年12月18-20日脫銷裝置進(jìn)行了72h 試運(yùn)行。壓縮空氣流量計(jì)負(fù)荷平均值83.7% 時(shí),脫硝效率平均值為63.1%,大于性能指標(biāo)58.34%,脫硝效率合格 ;20% 的氨水耗量平均值為80.7,小于性能指標(biāo)94.5kg/h,氨水耗量指標(biāo)合格 ;氨逃逸平均值為0.64×10 -6 小于性能指標(biāo)3×10 -6 ,氨逃逸指標(biāo)合格 ;脫硝前 ** x 平均值為 229.3mg/m 3 ,脫硝后 ** x 平均值為 84.61mg/m 3 ;系統(tǒng)壓差平均值為430Pa,小于性能指標(biāo)550Pa。雖然脫硝裝置72h 試運(yùn)行主要性能指標(biāo)合格,但是壓縮空氣流量計(jì)負(fù)荷好高僅為85.9%,沒有達(dá)到好大工況 ;脫硝前 ** x 平均值為 229.3mg/m 3 未達(dá)到設(shè)計(jì)值120mg/m 3 ,導(dǎo)致脫硝后 ** x 平均值為 84.61mg/m 3 ,大于設(shè)計(jì)值50mg/m 3 。
4 長期運(yùn)行后存在問題、原因分析及改進(jìn)建議
脫硝裝置經(jīng)過三個(gè)多月的試運(yùn)行,系統(tǒng)壓差升至2.42KPa,是性能指標(biāo)550Pa 的4倍多,導(dǎo)致壓縮空氣流量計(jì)負(fù)荷無法提高,經(jīng)停車檢查發(fā)現(xiàn)是因?yàn)?strong>壓縮空氣流量計(jì)保溫材料脫落堵塞了脫硝裝置波紋板式催化劑床層。
壓縮空氣流量計(jì)保溫材料脫落的可能存在的主要原因?yàn)?:
1)保溫材料及其施工方法不符合要求 ;
2)壓縮空氣流量計(jì)升 / 降溫速率大 ;
3)壓縮空氣流量計(jì)停車后引風(fēng)機(jī)未做相應(yīng)調(diào)整,導(dǎo)致風(fēng)量大。因此在壓縮空氣流量計(jì)設(shè)計(jì)階段要選擇符合要求的保溫材料,并規(guī)范嚴(yán)把施工質(zhì)量 ;壓縮空氣流量計(jì)開停車過程中要嚴(yán)格控制升降溫速率、負(fù)壓及引風(fēng)機(jī)風(fēng)量 ;每次開車前要及時(shí)檢查催化劑床層,發(fā)現(xiàn)堵塞物及時(shí)清理。
5 結(jié)束語
介紹了煙氣脫硝裝置應(yīng)用于壓縮空氣流量計(jì)煙氣脫硝的設(shè)計(jì)、安裝及運(yùn)行情況,針對(duì)運(yùn)行中存在的問題,提出合理可行的改進(jìn)建議,供國內(nèi)外壓縮空氣流量計(jì)煙氣凈化的設(shè)計(jì)、改造和使用管理時(shí)參考。